ابتكار تقنية جديدة لتحلية مياه البحر بأشعة الشمس

بما يعادل ملعقة صغيرة فقط من المادة عند ضغطها يمكن تحلية كمية مياه بمساحة بحجم ملعب كرة القدم، هذا ما يطمح إليه العلماء فى أستراليا لتحويل مياه البحر إلى مياه عذبة صالحة للزراعة والشرب، ويمكن تركيب هذا النظام الجديد على الأنابيب وأنظمة المياه الأخرى لإنتاج مياه شرب نظيفة.

هذا الوعد العلمى إن تحقق سيغير العالم حولنا حيث يمكن للتكنولوجيا تحويل مياه البحر المالحة أو المياه قليلة الملوحة إلى مياه شرب آمنة ونظيفة لديها القدرة على تحويل حياة ملايين الأشخاص فى جميع أنحاء العالم كما تقول مجلة Nature Sustainability .

الآن، قد يكون الابتكار الجديد الذى طوره العلماء فى أستراليا هو الأكثر نجاحًا حتى الآن، حيث يستخدم الباحثون مركبات الإطار المعدنى العضوى أو الأطر العضوية المعدنية جنبًا إلى جنب مع ضوء الشمس لتنقية المياه فى نصف ساعة فقط، باستخدام عملية أكثر كفاءة من الموجودة، بالإضافة إلى أنها رخيصة الثمن ومستقرة وقابلة لإعادة الاستخدام وتنتج المياه التى تلبى معايير منظمة الصحة العالمية لتحلية المياه، يمكن إنتاج حوالى 139.5 لتر (ما يقرب من 37 جالونًا) من المياه النظيفة يوميًا من كيلوجرام من مادة الأطر العضوية الثابتة، بناءً على الاختبارات المبكرة.

بعد أربع دقائق فقط من التعرض لأشعة الشمس، تطلق المادة جميع أيونات الملح التى امتصتها المياه، وتصبح جاهزة للاستخدام مرة أخرى، إذ يقول الفريق الذى يقف وراء العملية الجديدة إنه يوفر العديد من التحسينات على طرق تحلية المياه الحالية.

ويقول المهندس الكيميائى هوانتج وانج من جامعة موناش الأسترالية: "عمليات التحلية الحرارية عن طريق التبخر كثيفة الطاقة، والتقنيات الأخرى، مثل التناضح العكسى، لها عدد من العيوب، بما فى ذلك الاستهلاك العالى للطاقة والاستخدام الكيميائى فى تنظيف الأغشية وإزالة الكلور".

وأضاف وانج : "ضوء الشمس هو مصدر الطاقة الأكثر وفرة وتجددًا على وجه الأرض. إن تطويرنا لعملية تحلية جديدة من خلال استخدام ضوء الشمس للتجديد يوفر حلاً للطاقة ومستدامًا بيئيًا لتحلية المياه."

أنشأ الباحثون إطارًا عضويًا جديدًا يسمى PSP-MIL-53، والذى يتكون جزئيًا من مادة تسمى MIL-53، والمعروفة بالفعل بطريقة تفاعلها مع الماء وثانى أكسيد الكربون.

فى حين أنه ليس بأى حال من الأحوال أول بحث يقترح فكرة استخدام غشاء MOF لتنظيف الملح من مياه البحر والمياه قليلة الملوحة، فإن هذه النتائج ومادة PSP-MIL-53 التى تقف خلفها ستمنح العلماء الكثير من الخيارات لاستكشافها.

وأوضح وانج: "لقد تم استخدام تحلية المياه لمعالجة النقص المتزايد فى المياه على مستوى العالم، ولا يمكن أن تأتى الحلول الجديدة بالسرعة الكافية - وفقًا لمنظمة الصحة العالمية، يفتقر نحو 785 مليون شخص على مستوى العالم إلى مصدر نظيف لمياه الشرب فى غضون نصف ساعة سيرًا على الأقدام من المكان الذى يعيشون فيه. مع استمرار أزمة المناخ تزداد هذه المشكلة سوءًا.

ونظرًا لأن المياه المالحة تشكل نحو 97% من المياه على هذا الكوكب، فهذا مورد كبير غير مستغل لمياه الشرب الواهبة للحياة، إذا أمكن العثور على حلول مثل PSP-MIL-53 لجعلها مناسبة وآمنة للاستخدام البشري.

ليس من الواضح مدى قرب الباحثين من وضع نظامهم فى شكل عملى، لكن من المشجع أن نرى نهجًا آخر يتم اختباره - إلى جانب تلك التى تستخدم الضوء فوق البنفسجى، ومرشحات الجرافين، وأشعة الشمس والهيدروجيل. يبحث العلماء حتى فى طرق لسحب الماء من الهواء الرقيق.